JP2007281986A

JP2007281986A - スピーカおよびスピーカ用振動板

Info

Publication number: JP2007281986A
Application number: JP2006107145A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyuki Kusunoki; 徹之楠
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】振動板のエッジ部にリブを形成した場合でも、ローリング現象を十分に抑制して音質向上が図れる。
【解決手段】振動板のエッジ部１２は、第１の円周ｃ１上を基端部として、径方向中心側に対して第１の角度θ１を為す方向に等間隔で形成される複数のリブ１３からなる第１のリブ群と、同じく第１の円周ｃ１状を基端部として、径方向中心側に対して第２の角度θ２を為す方向に等間隔で形成される複数のリブ１４からなる第２のリブ群とを有する。振動板３のエッジ部１２にリブ１３，１４を互いに異なる方向に形成するため、リブ１３，１４によるねじれの力を２つの方向に分散させることができ、ローリング現象が起きにくくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種音響機器に使用されるスピーカに関し、特に小口径化に適したスピーカおよびスピーカ振動板に関する。

スピーカは、オーディオ機器だけでなく、パーソナルコンピュータや携帯電話、ゲーム機器、薄型テレビジョンなどの種々の電子機器に幅広く利用されており、小型あるいは薄型であっても音質に優れて、大入力にも適したスピーカが求められている。

小型のスピーカに用いられる振動板は薄いフィルムで形成されるのが一般的である。ところが、薄いフィルムからなる振動板は、前後方向の振動に対する曲げ強度が弱いために、径方向での分割振動が発生しやすく、特に、大入力に対しては異常振動による歪が増えて、音質が劣化するという問題がある。

このような問題に対処すべく、振動板のエッジ部にタンジェンシャルエッジと呼ばれるリブを形成したスピーカが提案されている（特許文献１参照）。

図８は特許文献１に記載された従来の振動板の平面図である。図８の振動板は、振動板本体１０１とその外周に連なるエッジ部１０２を一体成形したものであり、エッジ部１０２の内周円の接線方向に法線状にリブ１０３が等間隔で形成されている。これらリブ１０３は、V字状の溝の如く形成されている。これらのリブ１０３を形成することで、振動板の曲げ強度を向上できる。

リブを振動板の径方向に形成すると、振動板の強度が増し過ぎて、十分な振幅が得られなくなり、低音域の音圧が低くなる。これに対して、図８のように、径方向ではなく、円周部の接線方向にリブ１０３を傾斜させて形成すれば、径方向に対しては、振動板を適度な曲げ強度に設定でき、振動板の前後方向の振幅をそれほど低下させずに、径方向の分割振動を抑制できる。

言い換えれば、円周部の接線方向にリブを形成することで、歪を生じさせない限界の入力値を高くすることができ、結果として十分な振幅を確保できる。
特開2004-48494号公報

このように、図８のようなリブを設けることで振動板の前後方向に対する運動に対して、径方向の曲げ強度は向上できる。しかしながら、図８のリブ１０３はすべて同じ方向に形成されているため、振動板の円周方向に対するねじれ（振動板のローリング現象）が生じるという問題がある。

特許文献１では、振動板にリブ１０３を形成するだけでなく、調整部材１０４を設けてローリング等を防止して低音域の再生能力の向上を図っている。ところが、調整部材１０４を設けると、その分、スピーカの重量が重くなり、音圧が低下するおそれがある。また、調整部材１０４の肉厚分の高さが増え、さらに、調整部材１０４を設ける作業工程が増えることなどにより、小型化や低コスト化も困難になる。

さらに、調整部材１０４は、歪みを減少させることはできても、必ずしもローリング現象を抑制できるとは限らない。特許文献１には、単一方向にリブを形成したことにより生じるねじれを調整部材でどうやって解消するのがかについては何ら開示されていない。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動板のエッジ部にリブを形成した場合でも、ローリング現象を十分に抑制して音質向上を図り、小型化と低コスト化も実現可能なスピーカおよびスピーカ用振動板を提供することにある。

本発明の一態様によれば、磁気回路と、前記磁気回路の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルと、前記ボイスコイルの一端に接合されて、前記ボイスコイルとともに前後方向に振動する振動板と、前記振動板の外周部に接合されるフレームと、を備え、前記振動板は、外周部に前記ボイスコイルの一端が接合される振動板本体と、前記振動体本体と一体に形成されて、内周部が前記振動板本体の外周部に連なり、外周部が前記フレームに接合されるエッジ部と、を有するスピーカにおいて、前記エッジ部は、前記エッジ部内の所定の円周上を基端部として、互いに異なる方向にそれぞれ形成される複数のリブを有することを特徴とするスピーカが提供される。

また、本発明の一態様によれば、磁気回路と、前記磁気回路の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルと、前記ボイスコイルの一端に接合されて、前記ボイスコイルとともに前後方向に振動する振動板と、前記振動板の外周部に接合されるフレームと、を備え、前記振動板は、外周部に前記ボイスコイルの一端が接合される振動板本体と、前記振動体本体と一体に形成されて、内周部が前記振動板本体の外周部に連なり、外周部が前記フレームに接合されるエッジ部と、を有し、前記エッジ部は、径方向とは異なる方向に形成される複数のリブを有するスピーカにおいて、前記複数のリブは、径方向に対して第１の角度の傾斜を為し、周方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第１のリブ群と、径方向に対して前記第１のリブ群の傾斜とは異なる第２の角度の傾斜を為し、周方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第２のリブ群と、で構成され、
前記第１のリブ群の個々のリブは、前記第２のリブ群の少なくとも一個のリブとしていることを特徴とするスピーカが提供される。

本発明によれば、振動板のエッジ部に方向の異なる複数種類のリブを設けるため、他に部材を設けなくても、ローリング現象を十分に抑制でき、かつ低コストと小型化も可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態によるスピーカ用振動板（以下、単に振動板と呼ぶ）を説明する図であり、図２は図１の振動板を用いたスピーカの断面図である。

図２のスピーカは、磁気回路１と、磁気回路１の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイル２と、ボイスコイル２の一端に接合されてボイスコイル２とともに前後に振動する振動板３と、振動板３の外周部に接合されるフレーム４とを備えている。

磁気回路１は、マグネット５と、マグネット５の前面に接合されるセンターポール６と、マグネット５の底面に接合されるボトムヨーク７とを有し、ボトムヨーク７の外周部はフレーム４に接合されている。

センターポール６の外周面とボトムヨーク７の外側内周面との間にはエアーギャップが形成されており、このギャップ中にボイスコイル２が前後に移動可能に配置されている。

振動板３は、図２に示すように、一体に形成される振動板本体１１とエッジ部１２とを有する。振動板本体１１の外周部には、ボイスコイル２の一端が接合されている。エッジ部１２の内周部は振動板本体１１の外周部に連なり、エッジ部１２の外周部はフレーム４に接合されている。

エッジ部１２の平面図と断面図は図１（ａ）に図示されている。この図に示すように、エッジ部１２は、変曲点を境にして曲線形状が異なる、いわゆる複合Ｒの形状であり、この変曲点を通過する円周を以下では第１の円周ｃ１と呼ぶ。なお、後述するように、エッジ部１２を単一の曲線形状（単一Ｒ）にしてもよい。

図３は、エッジ部１２に形成されるリブ群の位置および角度を説明する図である。エッジ部１２は、第１の円周ｃ１上を基端部として、径方向中心側に対して第１の角度θ１を為す方向に等間隔で形成される複数のリブ１３からなる第１のリブ群と、同じく第１の円周ｃ１上を基端部として、径方向中心側に対して第２の角度θ２を為す方向に等間隔で形成される複数のリブ１４からなる第２のリブ群とを有する。

第１の角度θ１と第２の角度θ２は互いに異なっており、リブ１３，１４はいずれも第１の円周ｃ１の径方向とは異なる方向に形成されている。また、リブ１３はリブ１４よりも長手方向の長さが長いことを特徴とする。

リブ１３，１４の平面図と断面図は図１（ｂ）に示されている。図１（ｂ）では、基端部を共通とする一組のリブ１３，１４のみを図示している。この図に示すように、リブ１３，１４は、いわゆるタンジェンシャルエッジと呼ばれるものであり、横断面形状がＶ字状の溝になっている。溝の代わりに、リブ１３，１４の部分を凸状に形成してもよい。このようなリブ１３，１４をエッジ部１２に形成することにより、構造的な補強を行うことができる。より具体的には、リブ１３，１４を設けることで、振動板３の前後方向の振動に対する曲げ強度を向上できる。

図３において、リブ１３の長手方向と径方向中心側との為す角度（第１の角度）θ１は、０°より大きく、かつリブ１３の先端部を通過する円周上の該先端部での接線方向と径方向中心側との為す角度θo以下に設定されている。

また、リブ１４の長手方向と径方向中心側との為す角度（第２の角度）θ２は、その基端部における第１の円周ｃ１の接線方向と径方向中心側との為す角度（９０°）以上で、１８０°未満の角度範囲に設定されている。

リブ１３，１４の形成箇所を図３のような角度に設定する理由は、振動板３の径方向に対する曲げ強度を適切な値に設定し、振動板３が前後方向に振動する際の振動振幅を低下させないようにし、かつ径方向の分割振動を抑制するためである。すなわち、図３の角度範囲のリブ１３，１４を振動板３に形成することにより、振動板３が前後に振動する際に、歪みを生じさせない限界の入力電力を高くすることができ、大振幅での振動が可能となる。

また、リブ１３，１４は、径方向中心側に対して異なる角度に形成されており、リブ１３による振動板３のねじれの方向と、リブ１４による振動板３のねじれの方向とは互いに相違する。これにより、リブ１３，１４によるねじれの力を２つの方向に分散させることができ、結果としてねじれによる振動板３のローリング現象が起きにくくなる。

図４は図１の振動板３の製造工程を説明する工程フロー図である。まず、振動板３の材料となる平板フィルムを成形金型（受け型）に載置する（ステップＳ１）。成形金型の内面は、振動板３の外形に沿ってＲ形状（ドーム形状）に加工されており、かつリブ１３，１４を形成するための凸部も内面に一体に形成されている。

次に、振動板３の外周部を上方から円筒形状のシリンダで押圧する（ステップＳ２）。次に、金型の温度を上げた状態で、シリンダ内に圧縮空気を吹き込む（ステップＳ３）。これにより、振動板３が金型の内面に密着されて、金型から伝達された熱によって振動板３が変形し、図１および図２に示す形状の振動板３が得られる。

次に、金型を冷却し、シリンダを外して、金型から成形された振動板３を取り出す（ステップＳ４）。

上述した製造工程において、シリンダにて空気を吹き込む代わりに、上型として弾性体を振動板３の上方から振動板３に押し当てることにより、振動板３を金型に押圧してもよい。

振動板３の材料となる平板フィルムとしては、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などが利用可能である。

このように、第１の実施形態では、振動板３のエッジ部１２にリブ１３，１４を互いに異なる方向に形成するため、リブ１３，１４によるねじれの力を２つの方向に分散させることができ、ローリング現象が起きにくくなる。また、本実施形態によれば、調整部材等を設けずに、また、振動板３のR形状（ドーム形状）の形成と同時にリブ１３，１４を形成するだけでローリング現象を抑制できるため、小型化が可能で、かつ低コスト化も図れる。

ローリング現象を抑制することにより、以下の効果が得られる。（１）マイクロスピーカ用として本実施形態の振動板３を用いた場合には、マイクロスピーカの定格入力を大きくできる。（２）ビリ音やナキ音等の異常音の発生率を減少できる。（３）ボイスコイル２から延びる配線が屈曲しにくくなり、断線等が起きにくくなって、信頼性が向上する。

図１では、第１および第２の円周ｃ１，ｃ２上に沿ってリブ１３，１４を形成する例を説明したが、３種類以上の円周上に沿ってリブを形成してもよい。この場合、所定の円周上に沿って複数方向にリブを形成し、各方向のリブによるねじれが複数方向に分散されるように、各リブの方向、長さおよびリブの数を調整すればよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、隣接配置されるリブ同士を互いに交差させるものである。

図５（ａ）は本発明の第２の実施形態による振動板３の平面図および断面図である。

これらの図に示すように、第２の実施形態による振動板３のエッジ部１２は、第１の円周ｃ１ａ上を基端部として、径方向中心側に対して第１の角度θ１ａを為す方向に等間隔で形成される複数のリブ２１と、第１の円周ｃ１ａよりも径の大きい第２の円周ｃ２上を基端部として、径方向中心側に対して第２の角度θ２ａを為す方向に等間隔で形成される複数のリブ２２とを有する。言い換えると、エッジ部１２は、径方向中心側から反時計回りに第１の角度θ１ａを為して周方向に等間隔で形成される複数のリブ２１からなる第１のリブ群と、径方向中心側から時計回りに第２の角度θ１ｂを為して周方向に等間隔で形成される複数のリブ２２からなる第２のリブ群と、で構成されている。

本実施形態のリブ２１，２２は、第１の実施形態と同様のタンジェンシャルエッジであり、Ｖ字状の溝として形成されるか、あるいは凸状に形成されている。ただし、リブ２１，２２の形成箇所が第１の実施形態とは異なっている。第２の実施形態では、第１のリブ群の複数のリブ２１のそれぞれが、第二のリブ群の複数のリブ２２の少なくとも一個と交差するように配置されている。図５（ｂ）は隣接する２つのリブ２１，２２のみを図示したものであり、各リブの長手方向に沿った断面構造を示している。

隣接する２つのリブ２１，２２は、互いに長さが異なっている。より具体的には、第１の円周ｃ１ａ上を基端部とするリブ２１よりも、第２の円周ｃ２上を基端部とするリブ２２の方が長手方向の長さが長い。

また、第１の円周ｃ１ａ上を基端部とするリブ２１と第２の円周ｃ２上を基端部とするリブ２２とは、径方向中心側に対する角度が反対方向で、かつ角度が異なるように配置されている。これにより、第１の円周ｃ１ａ上を基端部とするリブ２１によるねじれの方向と、第２の円周ｃ２上を基端部とするリブ２２によるねじれの方向が互いに逆になり、ローリング現象を抑制できる。

より具体的には、第１の円周ｃ１ａ上を基端部とするリブ２１と第２の円周ｃ２上を基端部とするリブ２２はともに、図２で説明したように、リブ２１，２２の長手方向とリブ２１，２２の基端部での径方向中心側との為す角度（第１の角度θ１ａ、第２の角度θ２ａ）が、０°より大きく、かつリブ２１，２２の先端部を通過する円周上の該先端部での接線方向と径方向中心側との為す角度θ0o以下に設定されている。

本実施形態のリブ２１，２２も、予め、振動板３の外形に沿ってR形状（ドーム形状）に加工され、かつリブ形状が形成された成形金型を用いることにより、振動板３の成形工程にて形成でき、特別な製造工程を要しない。

図５では、長さの異なる２種類のリブ２１，２２を設けており、第１の円周ｃ１ａ内に配置されるリブ２１の数を、第１の円周ｃ１ａから第２の円周ｃ２までの範囲に配置されるリブ２２の数よりも多くしている。なお、リブ２１，２２の数については特に問わない。

また、図５では、リブ２１，２２は、それぞれの角度の絶対値が異なっている例を示したが、リブ２１，２２の角度の絶対値は等しくてもよく、振動板の設計に応じて、適宜、選択が可能である。

本実施形態によれば、リブ２１，２２を設けることによりエッジ部１２が補強され、ボイスコイル２の振動時の振動板３の不特定な形状変化を抑制でき、音質の向上が図れる。

また、隣接する２つのリブ２１，２２同士の交差点は、第１の円周ｃ１ａ内に設けられている。これにより、第１の円周ｃ１ａ内での曲げ強度を向上でき、径方向の分割振動を抑制できる。また、リブ２２の数が少ないエッジ部１２の外周側では、柔軟性が維持され、振動板３の前後方向の振動振幅を十分に確保できる。

なお、振動板３の形状やリブの形成箇所は図５に示したものに限定されない。図５の例では、エッジ部１２が第１の円周ｃ１上を変曲点としてエッジ部１２の曲面形状が変化する、いわゆる複合Ｒの例を示したが、エッジ部１２を単一の曲面形状（単一Ｒ）で形成してもよい。この場合の振動板３の平面図と断面図は図６（ａ）に示され、隣接する２つのリブ２１，２２を図示した場合の平面図および断面図は図６（ｂ）に示されている。

上述した図５および図６では、互いに交差する隣接する２つのリブ２１，２２同士の長さが異なる例を示したが、これら２つのリブ２１，２２の長さが同じでもよい。この場合の平面図と断面図は図７（ａ）に示され、隣接する２つのリブ２１，２２を図示した場合の平面図および断面図は図７（ｂ）に示されている。図７の場合、同一の円周上から２つの方向にそれぞれ複数個ずつ等間隔にリブ２１，２２が形成されている。各方向のリブ２１，２２の数も等しく設定されている。

このように、第２の実施形態では、隣接する２つのリブ２１，２２同士を互いに交差させ、かつ径方向に対して対称になるようにこれらリブ２１，２２を配置するため、リブ２１，２２によるねじれによって発生されるローリング現象を抑制でき、音質に優れて、小型化かつ低コスト化が可能なスピーカ用振動板３を製造できる。

本発明の第１の実施形態によるスピーカ用振動板を説明する図。図１の振動板を用いたスピーカの断面図。リブ１３，１４の長手方向と径方向との為す角度を説明する図。図１の振動板３の製造工程を説明する工程フロー図。（ａ）は本発明の第２の実施形態による振動板（複合Ｒ）の平面図および断面図、（ｂ）は（ａ）に対応する隣接する２つのリブの平面図および断面図。（ａ）はエッジ部が単一Ｒの振動板の平面図および断面図、（ｂ）は（ａ）に対応する隣接する２つのリブの平面図および断面図。（ａ）はリブ長が同一の振動板（単一Ｒ）の平面図および断面図、（ｂ）は（ａ）に対応する隣接する２つのリブの平面図および断面図。従来の振動板の平面図。

符号の説明

１磁気回路
２ボイスコイル
３振動板
４フレーム
５マグネット
６センターポール
７ボトムヨーク
１１振動板本体
１２エッジ部
１３，１４，２１，２２リブ
ｃ１，c１a 第１の円周
ｃ２第２の円周
θo リブの円周接線方向と径方向中心側との為す角度
θ１，θ１a 第１の角度
θ２，θ２a 第２の角度

Claims

磁気回路と、
前記磁気回路の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルの一端に接合されて、前記ボイスコイルとともに前後方向に振動する振動板と、
前記振動板の外周部に接合されるフレームと、を備え、
前記振動板は、
外周部に前記ボイスコイルの一端が接合される振動板本体と、
前記振動体本体と一体に形成されて、内周部が前記振動板本体の外周部に連なり、外周部が前記フレームに接合されるエッジ部と、を有するスピーカにおいて、
前記エッジ部は、前記エッジ部内の所定の円周上を基端部として、互いに異なる方向にそれぞれ形成される複数のリブを有することを特徴とするスピーカ。
前記複数のリブは、前記所定の円周の径方向とは異なる方向に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスピーカ。
前記エッジ部は、
前記所定の円周上を基端部として、径方向に対して第１の角度を為す方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第１のリブ群と、
前記所定の円周上を基端部として、径方向に対して前記第１の角度と異なる第２の角度を為す方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第２のリブ群と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のスピーカ。
前記第１のリブ群に含まれる複数のリブの長手方向の長さは互いに等しく、
前記第２のリブ群に含まれる複数のリブの長手方向の長さは互いに等しく、かつ前記第１のリブ群に含まれるリブとは異なる長さであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスピーカ。
前記所定の円周上を基端部として互いに異なる方向に２種類のリブが形成され、
前記２種類のリブのうち一方のリブの長手方向と径方向中心側との為す角度は、０°より大きく、かつ該リブの先端部を通過する円周上の該先端部での接線方向と前記径方向中心側との為す角度以下であり、他方のリブの長手方向と径方向中心側との為す角度は、９０°以上でかつ１８０°未満であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスピーカ。
磁気回路と、
前記磁気回路の磁気ギャップ中に支持されるボイスコイルと、
前記ボイスコイルの一端に接合されて、前記ボイスコイルとともに前後方向に振動する振動板と、
前記振動板の外周部に接合されるフレームと、を備え、
前記振動板は、
外周部に前記ボイスコイルの一端が接合される振動板本体と、
前記振動体本体と一体に形成されて、内周部が前記振動板本体の外周部に連なり、外周部が前記フレームに接合されるエッジ部と、を有し、
前記エッジ部は、径方向とは異なる方向に形成される複数のリブを有するスピーカにおいて、
前記複数のリブは、径方向に対して第１の角度の傾斜を為し、周方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第１のリブ群と、
径方向に対して前記第１のリブ群の傾斜方向とは異なる第２の角度の傾斜を為し、周方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第２のリブ群と、で構成され、
前記第１のリブ群の個々のリブは、前記第２のリブ群の少なくとも一個のリブとしていることを特徴とするスピーカ。
前記第１の角度と前記第２の角度は異なることを特徴とする請求項６に記載のスピーカ。
前記第１の角度と前記第２の角度は等しいことを特徴とする請求項６に記載のスピーカ。
前記第１のリブ群と前記第２のリブ群とでは、リブの長手方向の長さが異なることを特徴とする請求項６乃至８に記載のスピーカ。
前記第１のリブ群におけるリブの基端部は、第１の径をもつ第１の円周上に配置され、前記第２のリブ群におけるリブの基端部は、前記第１の径とは異なる第２の径をもつ第２の円周上に配置され、
前記第１の円周上に基端部をもつリブの長手方向の長さと、前記第２の円周上に基端部をもつリブの長手方向の長さとは互いに異なることを特徴とする請求項９に記載のスピーカ。
前記第１のリブ群と前記第２のリブ群とでは、リブの長手方向の長さが等しいことを特徴とする請求項６乃至８に記載のスピーカ。
前記第１のリブ群と前記第２のリブ群とにおける、それぞれのリブの長手方向と径方向中心側との為す角度は、０°より大きく、かつ該リブの先端部を通過する円周上の該先端部での接線方向と前記径方向中心側との為す角度以下であることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載のスピーカ。
前記リブは、基端部から先端部にかけて、凹状または凸状に形成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のスピーカ。
外周部に前記ボイスコイルの一端が接合される振動板本体と、
前記振動体本体と一体に形成されて、内周部が前記振動板本体の外周部に連なり、外周部がスピーカのフレームに接合されるエッジ部と、を有し、
前記エッジ部は、前記エッジ部内の所定の円周上を基端部として、互いに異なる方向にそれぞれ形成される複数のリブを有することを特徴とするスピーカ用振動板。
外周部に前記ボイスコイルの一端が接合される振動板本体と、
前記振動体本体と一体に形成されて、内周部が前記振動板本体の外周部に連なり、外周部がスピーカのフレームに接合されるエッジ部と、を有し、
前記エッジ部は、径方向とは異なる方向に形成される複数のリブを有し、
前記複数のリブは、径方向に対して第１の角度の傾斜を為し、周方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第１のリブ群と、
径方向に対して前記第１のリブ群の傾斜方向とは異なる第２の角度の傾斜を為し、周方向に等間隔で形成される複数のリブからなる第２のリブ群と、で構成され、
前記第１のリブ群の個々のリブは、前記第２のリブ群の少なくとも一個のリブとしていることを特徴とするスピーカ用振動板。